Minggu, 21 April 2013

REKAYASA GENETIKA TOMAT FLAVR SAVR


I
PENDAHULUAN
A.           Latar belakang
Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu.  Tanaman transgenik merupakan suatu produk rekayasa genetika melalui transformasi gen dari makhluk hidup lain ke dalam tanaman yang tujuannya untuk menghasilkan tanaman baru yang memiliki sifat unggul yang lebih baik dari tanaman sebelumnya.
Salah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenik yang memiliki sifat:
1.        Toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida)
2.        Tahan terhadap hama dan penyakit tertentu
3.        Mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya: tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi betakaroten dan Vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat)
4.        Dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri)
5.        Dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah bergaram tinggi)
Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Pada pertanian konvensional, tomat harus dipanen ketika masih hijau tapi belum matang. Hal ini disebabkan karena tomat cepat lunak setelah matang. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.
B.            Tujuan
1.        Mengetahui peran bioteknologi dalam pertanian.
2.        Mengetahui asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik.
3.        Mengetahui metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr.
4.        Mengetahui nilai gizi pada tomat transgenik.
C.           Rumusan Masalah
1.        Bagaimana peran bioteknologi dalam pertanian?
2.        Bagaimana asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik?
3.        Bagaimana metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr?
4.        Bagaimana nilai gizi pada tomat transgenik?












II
PEMBAHASAN
Tomat merupakan tanaman yang sensitif terhadap suhu, apabila tomat ditanam di dataran rendah, maka produksinya akan rendah. Suhu merupakan faktor penting dalam pertumbuhan tanaman ini, khususnya pada saat tumbuhnya buah. Apabila tomat ditanam pada suhu yang panas/tinggi, maka buah yang dihasilkan akan sedikit.
Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.
Tomat Flavr Savr mempunyai tingkat waktu kematangan yang lebih lama, sehingga mampu bertahan lama ketika akan di ekspor ke daerah lain tanpa memakai box yang mengandung pendingin.
Rekayasa genetika merupakan teknik modifikasi yang dilakukan dengan cara memotong helai-helai DNA dari satu organisme dan kemudian ditempelkan ke dalam organisme lainnya. Teknik gunting tempel ini dilakukan dari satu organisme ke organisme yang lainnya yang bahkan tak sekerabat. Contoh, untuk menadapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen antibeku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat.
A.    PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
            Bioteknologi adalah cabang ilmu yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri, fungsi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain. Seperti biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
B.     PENGERTIAN REKAYASA GENETIKA
Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno, yang berarti "melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Maka, dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya.
Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Dan secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang :
·         material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
·         bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan
·         bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).
Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami perkembangan layaknya lomba lari estapet yang meneruskan teknologi generasi sebelumnya.
Maka, Rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia dapat mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri.
Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didefinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami,dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.
Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada kromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen dari manusia dapat diselipkan pada kromosom bakteri.

C.    PENGERTIAN TANAMAN TRANSGENIK
Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup kemakhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman. Transgenik secara definisi adalah theuse of gene manipulation to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetappada sel makhluk hidup).
Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada tahun 1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman. Secara sederhana tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipan gen ini melalui suatu vector (perantara) yang biasanya menggunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens untuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk tanaman monokotil, lalu diinokulasikan pada tanaman target untuk menghasilkan tanaman yang dikehendaki. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah
·         menghambat pelunakan buah (pada tomat),
·         tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.
·         meningkatkan nilai gizi tanaman, dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem sepertil ahan kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.
Melihat potensi manfaat yang disumbangkan, pendekatan bioteknologi dipandang mampu menyelesaikan problematika pangan dunia terutama di negara-negara yang sedang berkembang seperti yang sudah dilakukan di negara-negara maju.

¾    Keunggulan Tanaman Rekayasa Genetika (Genetically Modified Organism)

            WHO telah meramalkan bahwa populasi dunia akan berlipat dua pada tahun 2020 sehingga diperkirakan jumlah penduduk akan lebih dari 10 milyar. Karena kondisi tersebut, produksi pangan juga harus ditingkatkan demi menjaga kesinambungan manusia dengan bahan pangan yang tersedia. Namun yang menjadi kendala, jumlah sisa lahan pertanian di dunia yang belum termanfaatkan karena jumlah yang sangat kecil dan terbatas. Dalam menghadapi masalah tersebut, teknologi rDNA atau Genetically Modified Organism (GMO) akan memiliki peranan yang sangat penting. Teknologi rDNA dapat menjadi strategi dalam peningkatan produksi pangan dengan keunggulan-keunggulan sebagai berikut :
·         Mereduksi kehilangan dan kerusakan pasca panen
·         Mengurangi resiko gagal panen
·         Meningkatkan rendemen dan produktivitas
·         Menghemat pemanfaatan lahan pertanian
·         Mereduksi kebutuhan jumlah pestisida dan pupuk kimia
·         Meningkatkan nilai gizi
·         Tahan terhadap penyakit dan hama spesifik, termasuk yang disebabkan oleh virus.

¾    Dampak Positif Transgenik
1.      Rekayasa transgenik dapat menghasilkan produk lebih banyak dari sumber yang lebih sedikit.
2.      Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrem sehinggaakan memperluas daerah pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.
3.      Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan menyehatkan.

¾    Dampak Negatif Transgenik
Adapun dampak negatif dari rekayasa transgenik meliputi beberapa aspek yaitu:
A.    Aspek sosial meliputi:
1)      Aspek ekonomi
Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika telah memberikan ancamanpersaingan serius terhadap komoditas serupa yang dihasilkan secara konvensional.Penggunaan tebu transgenik mampu menghasilkan gula dengan derajat kemanisan jauh lebih tinggi daripada gula dari tebu atau bit biasa
B.     Aspek kesehatan
1)      Potensi toksisitas bahan pangan
Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik akan muncul bahan kimia baru yang berpotensi menimbulkan pengaruh toksisitas pada bahan pangan. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam tomat,yang tidak pernah berlangsung secara alami, berpotensi menimbulkan risiko toksisitas yang membahayakan kesehatan.
2)      Potensi menimbulkan penyakit/gangguan kesehatan
WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya berbagai jenis bahan kimia baru, baik yang terdapat di dalam organisme transgenik maupun produknya,berpotensi menimbulkan penyakit baru atau pun menjadi faktor pemicu bagi penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang terdapat di dalam kapas transgenik dapat berpindah ke bakteri penyebab kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.
C.    Aspek lingkungan
1)      Potensi erosi plasma nutfah
Penggunaan tembakau transgenik telah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli yang telah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma nutfah tanaman, plasma nutfah hewan pun mengalami ancaman erosi serupa. Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kuputersebut.
2)      Potensi pergeseran gen
Daun tanaman tomat transgenik yang resisten terhadap serangga Lepidoptera setelah 10 tahun ternyata mempunyai akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya cacing tanah.
3)      Potensi pergeseran ekologi
Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, serta tidak dapat memecah selulosa atau lignin, setelah direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut.




  1. ASAL MULA PENEMUAN TOMAT FLAVR SAVR HASIL TRANSGENIK
Pada tahun 1980, para ilmuwan di Calgene melakukan penelitian terhadap tomat Flavr Savr, dimana tomat tidak menjadi lunak saat matang, karena itu dibiarkan menggantung hingga matang alami. Untuk membuat tomat transgenik, sebuah gen dari E. Coli (bakteri yang terbentuk secara alami dalam usus mamalia) disebut kan(r) dan gen dari tomat Flavr Savr dimasukkan ke dalam plasmid (cincin melingkar DNA) dan plasmid ini dimasukkan ke dalam gugus sel tomat yang ditumbuhkan pada media yang mengandung antibiotik, tujuan dari bakteri tersebut adalah untuk mengidentifikasi sel yang berubah secara genetik. Gen Flavr Savr dikode untuk untai RNA yang merupakan kebalikan dari suatu rantai RNA yang secara alami terjadi pada tanaman.
Produk akhir tomat Flavr Savr diperbolehkan untuk matang alami pada pokok pohonnya. Pengenalan tomat Flavr Savr ke pasar pada pertengahan tahun 1990-an mengundang banyak kontroversi dan resistensi konsumen. Setelah dilakukan penelitian oleh Calgene dan pembicaraan dengan FDA, FDA menemukan tomat ini amat dan menyetujui tomat ini pada 17 Mei 1994.
E.       METODE PENYISIPAN GEN ANTIBEKU PADA TOMAT FLAVR SAVR
Tanaman transgenik dibuat dengan menggunakan teknik biologi molekuler yang memungkinkan peneliti untuk mengindentifikasi gen-gen tertentu, membuat duplikatnya, kemudian menyisipkan duplikat gen tersebut ke tanaman penerima dengan menggunakan alat (yang paling umum dipakai adalah bakteri Escherichia Coli). Tomat Flavr Savr merupakan tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama, dapat diciptakan dengan menyisipkan gen antibeku dari ikan air dingin ke dalam gen tomat. Gen antibeku ini diperoleh dari ikan Flounder, yaitu jenis ikan di Antartika yang dapat bertahan hidup dalam kondisi yang sangat dingin. Berikut ini merupakan langkah-langkah transfer gen dalam pembuatan tomat Flavr Savr:
v  Ikan Flounder mempunyai gen antibeku yang disebut dengan gen antisenescens yang dapat menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Gen ini dipindahkan dari kromosom di dalam sel ikan Flounder.
v  DNA antibeku ini kemudian disisipkan pada DNA bakteri Escherichia coli yang disebut plasmid. DNA hibrid ini, yang merupakan kombinasi dari dua DNA berbeda disebut sebagai DNA rekombinan.
v  DNA rekombinan yang mengandung gen antibeku ini kemudian ditanam kembali pada bakteri Escherichia coli.
v  Bakteri tersebut memproduksi kopian dari DNA rekombinan dalam jumlah yang sangat banyak.
v  Tahap selanjutnya diawali dengan isolasi DNA sel tomat terlebih dahulu yang dilakukan dengan cara menghaluskan batang tomat dalam nitrogen cair untuk melepaskan isi sel. Isi sel tersebut kemudian ditempatkan dalam tabung reaksi, lalu disentrifugasi. Selama sentrifugasi, isi sel terpisah ke dalam dua lapisan dimana salah satunya adalah lapisan DNA. Lapisan ini kemudian dipisahkan dari tabung, kemudian ditambahkan enzim restriksi, yaitu ECO R1 yang berfungsi memotong di lokasi DNA yang spesifik
v  Sel tanaman tomat diinfeksi dengan bakteri tersebut. Setelah itu ditambahkan enzim ligase ke dalam DNA tomat dan plasmid untuk menyambungkan DNA, sehingga dapat lengket. Hasilnya, gen antibeku pada plasmid yang terdapat pada bakteri bergabung dengan DNA sel tanaman tomat.
v  Sel tanaman tomat kemudian ditempatkan pada media tumbuh yang berupa cawan petri yang mengandung media nutrien selektif.
v  Bibit tomat mulai ditanam.
v  Tanaman tomat hasil rekayasa genetika mengandung satu kopian gen antibeku dari ikan Flounder pada setiap selnya.
F.       TOMAT TRANSGENIK MEMILIKI NILAI GIZI SEBANDING DENGAN TOMAT NORMAL
Mengubah genom dari tanaman tertentu secara teoritis bisa mengubah kadar variasi nutrisi tanaman dimana akan dikonsumsi oleh manusia. Tetapi, dalam kasus tomat Flavr Savr ini, tidak ditemukan perubahan yang signifikan terhadap kualitas nutrisi. Berikut akan ditunjukkan perbandingan kadar vitamin (vitamin A dan C), mineral (kalsium, magnesium, fosfor, dan natrium) dan protein antara tomat Flavr Savr dengan tomat normal.
 








Walaupun manfaat utama dari tomat Flavr Savr dititik beratkan pada peningkatan rasa untuk konsumen, kemungkinan rekayasa genetik tanaman hampir tak terbatas. Tanaman dapat dibuat agar tahan lama, tahan serangan serangga atau jamur, atau tahan terhadap kondisi cuaca yang kurang ideal (seperti dalam kasus stroberi antibeku) atau bahkan membuat bahan kimia yang dapat di ekstraksi dari jaringan tanaman dan digunakan sebagai obat-obatan. Selain itu, kebutuhan untuk membuka lahan pertanian baru dan penggunaan pestisida dapat dikurangi jika penggunaan tanaman rekayasa genetika menjadi lebih luas. Keberhasilan penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan. Tanaman transgenik telah diuji keamanannya dan diatur oleh FDA, yang membuktikan bahwa rekayasa genetik dari tanaman, dalam hal ini tomat Flavr Savr terbukti aman untuk dikembangkan.







III
PENUTUP
A.           Kesimpulan
Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu. Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Untuk mendapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen anti beku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat. Penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan.
B.            Saran
Selain menguntungkan, tanaman transgenik (hasil rekayasa genetika) dapat juga menimbulkan penyakit yang sulit diidentifikasi. Jadi sebaiknya kita lebih bijak dalam mengkonsumsi bahan makanan transgenik. Karena walau bagaimanapun tanaman organik akan jauh lebih aman untuk dikonsumsi.










DAFTAR PUSTAKA
http://makalahbiologiku.blogspot.com/2010/04/tanaman-transgenik.html                        [akses  14 Agustus 2012]
http://www.scribd.com/doc/50701059/Makalah-Bioteknologi-Tomat-Flavr-Savr             [akses  14 Agustus 2012]

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar